SÜRTÜNMELİ DELME İŞLEMİNDE VİDA SIYIRMA KUVVETİNİN ARAŞTIRILMASI Zülküf DEMİR a ve Cebeli ÖZEK b a, Batman Üniversitesi Teknoloji Fakültesi İmalat Mühendisliği Bölümü, Batman/TÜRKİYE,zulkuf.demir@batman.edu.tr b, Fırat Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü, Elazığ/TÜRKİYE, cozek@firat.edu.tr Özet Bu çalışmada, 4, 36 ve 48 d/d devir sayıları, 5, 5 ve mm/dak ilerleme hızları,, 4 ve 6 mm kalınlıklarında A5-T65 ve St3 malzemeler, mm çapında HSSmatkap uçları ve 4, 36 ve 48 koniklik açılarına sahip sürtünmeli delme uçları kullanılmıştır. Çalışmada, kovan yüksekliği ve çeper kalınlığının vida sıyırma kuvvetine etkisi araştırılmıştır. mm kalınlığındaki A5-T65 alaşımında kovan silindirik biçimde oluşmadığından, St 3 çelik malzemede ise çeper kalınlığı yetersiz olduğundan sıyırma kuvveti düşük olmuştur. 4 mm ve 6 mm kalınlığındaki malzemelerde ise kovan yüksekliği ve çeper kalınlığının artması ile sıyırma kuvvetleri artmıştır. Sürtünmeli delmede daha büyük sıyırma kuvvetleri elde edilmiştir. Anahtarkelimeler:Sürtünmeli delme, Vida sıyırma kuvveti, Kovanyüksekliği ve çeper kalınlığı Abstract INVESTIGATE THE PULLOUT FORCE OF SCREWS IN FRICTION DRILLING In this friction drilling experimental study, the selected spindle speeds were 4 rpm, 36 rpm, and 48 rpm, feed rates were 5 mm/min, 5 mm/min, and mm/min, tool material were HSS and WC tools with 4, 36, and 48 conical angles, 6 mm tool cylindrical region lengths, and mm diameter drilling tools. The specimens were St 3 and A5 T65 alloys with thickness of mm, 4 mm, and 6 mm. It was analysed the effect of both bushing height and bushing wall thickness on pullout force of screws of A5- T65 and St 3 with WC and HSS tools. In friction drilling of mm thickness of A5-T65 aluminium alloy, on account of bushing shape, which gained as petal formation, and in St 3 steel material due to the inadequate bushing wall thickness the pullout force were decreased. In friction drilling of 4 mm and 6 mm of both A5-T65 and St 3, because of bushing height and bushing wall thickness were increased the screw pullout strength was gone up. In friction drilling, it was provided greater screw pullout strengths. Keywords:Friction drilling, Screw pullolut strenght, bushing height and bushing wall thickness. Giriş Sürtünmeli delme, konik bir takım ile iş parçasının temas bölgesinde sürtünme sonucu meydana gelen ısının etkisiyle yumuşamış iş parçasına takımın dalması ve deliğin delinmesi şeklinde meydana gelen, talaşsız, temiz ve geleneksel olmayan, form delme, akıcı delme ve sürtünmeli karıştırmalı delme olarak da adlandırılan, geleneksel olmayan bir delme yöntemidir. Bu imalat yönteminin amacı, ince cidarlı malzemelerde işlem sonunda oluşan kovan ile bağlantı uzunluğunun arttırılmasıdır. İşlemde, sürtünme etkisi ile iş parçasının sıcaklığı yükselir ve iş parçası yumuşar, yumuşamış iş parçasına takım dalar ve delik oluşur. Malzemeye dalan takım yumuşamış malzemeyi ilerleme hareketi doğrultusunda iterek deliğin alt kısmında bağlantı uzunluğunu arttıran kovanı oluşturur. Malzemenin bir kısmı yukarıya akarken diğer bir kısmı da, takımın dönme hızı ve ilerleme hareketinin etkisi ile çevreye yayılır []. 4
4. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu (UTİS 3), -9 Kasım 3, Kuşadası İşlem sırasında meydana gelen maksimum ısı miktarı yaklaşık olarak, iş parçasının ergime sıcaklığının 3 - t 3 katı arasında olmaktadır. Malzeme kalınlığının delik çapına oranı ( d ), oluşan kovanın biçimi ve yüksekliği için önemli bir parametredir. Bu oranın artmasıyla kovan oluşumunu sağlayan malzeme miktarı artar []. Dönme hızının artışı ile kovanın biçimi bozulur, iş parçasının yüzey sıcaklığı ve delik çevresinin sertliği artar, fakat dönme hızı kovan oluşumunu etkilemez [, 3]. İlerleme hızının artışı ile işlem süresi azalır, eksensel itme kuvveti, dönme momenti, harcanan güç miktarı artar. İlerleme oranının çok yüksek veya çok düşük olması durumunda malzemenin akması için gerekli olan ısı oluşmaz. [3, 4]. Sürtünmeli delme işleminde harcanan enerji miktarı, ilerleme oranından bağımsızdır []. Oluşan mikro yapı, sürtünme kuvvetleri ve yükselen sıcaklıktan etkilenir[5]. Sürtünmeli delme işleminin sonunda oluşan kovanın yüksekliği, iş parçası malzemesi kalınlığının yaklaşık olarak 3 katı kadardır [6]. Takımın uç kısmı, işlem sırasında aşınarak sivrileşir. Sivri takım ucu, sürtünmeli delme işlemi süresince, itme kuvvetini azaltır []. Sürtünmeli delme işleminde meydana gelen dönme momenti, takım iş parçası yüzey temas alanının artışı ile artar. Yüzey temas alanı, takımın sadece konik yüzeyi ile iş parçası arasındaki yüzey temas alanı değil, takımın uç, silindirik, omuz ve konik bölgelerinin toplam yüzey temas alanlarından meydana gelmektedir. Dönme momentinin değeri, delme işleminin tamamlanmasından, takımın geri çekilmesinden sonra, takımın tamamen iş parçasından ayrılması ile sıfır olur [ 8].İşlem sırasında meydana gelen itme kuvveti ve dönme momenti arasındaki ilişki, iş parçası malzemesinin gerilme dayanımı özelliklerine bağlı olarak oluşan sıcaklık modellenerek tespit edilmiştir. Gerilme dayanımı yüksek olan malzemelerin sürtünmeli delme işlemlerinde meydana gelen itme kuvvetinin değeri yüksek olur [9]. İtme kuvveti, takım ucunun iş parçasına teması ile hızlı bir şekilde yükselir ve maksimum değerine ulaşır ve işlemin tamamlanması ile bu değer sıfır olur[]. Takım ile iş parçası arasındaki sürtünme sonucu yükselen sıcaklık ile iş parçası malzemesi yumuşar,sünekliği ve akıcılığı artar. Delme İşlemi Sonucunda meydana gelen kovan yüksekliği, iş parçası malzemesi kalınlığının yaklaşık olarak 3 katı kadar olmaktadır [-3]. Bu çalışmada, literatür çalışmalarından farklı olarak sürtünmeli delme işleminin amacını teşkil eden bağlantı uzunluğunun sağladığı vida sıyırma kuvveti incelenmiştir. Dönme hızı, ilerleme hızı, delme yönteminin, malzeme ve takım türlerinin vida sıyırma kuvvetine etkisi araştırılmıştır.. Deneysel Çalışma Deneyler, HESSAP True Trace C 36/3D 95 Model Kopya Freze tezgâhında (Şekil.a) yapılmıştır. 4d/d, 36 d/d ve 48d/d dönme hızları, 5 mm/dak, 5 mm/dak ve mm/dak ilerleme oranları seçilmiştir. Koniklik açısı 4, 36 ve 48, silindirik bölgenin uzunluğu 8 ve 6mm olan yüksek hız çeliği (HSS) ve tungsten karbür (WC) den imal edilmiş takımlarla, kesit kalınlığı mm, 4mm ve 6mm olan St 3 ve A5 T65 alaşımlarına, mm çapında delikler delinmiştir. mm çapındaki HSS matkap uçları ile de aynı şartlar altında delikler işlenmiştir. x5mm ebatlarında hazırlanmış iş parçası numuneleri, hazırlanmış özel bağlama aparatı (Şekil.b) ile tezgâhın tablasına rijit bir şekilde bağlanmıştır. Tezgâhın malafa miline bağlanmış takımlarla (Şekil ), St 3 çelik ve A5 T6 alüminyum plakalarına sürtünmeli delme yöntemiyle delikler delinmiştir. İşlem sırasında, iş parçası malzemesinin sıcaklığı oda sıcaklığında olmuştur. HSS matkap uçları ile de mm çapında aynı şartlarda delikler delinmiştir. 48
4. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu (UTİS 3), -9 Kasım 3, Kuşadası a b c Şekil. a)deney düzeneği b) deneysel çalışmada kullanılan bağlama aparatı ve A5-T65 alüminyum alaşımının sürtünmeli delme işlemi c) deneysel çalışmada kullanılan bağlama aparatı ve St 3 çeliğinin sürtünmeli delme işlemi a b c Şekil. Deneysel çalışmada kullanılan takımların geometrik boyutları a) Takım geometrisi b) WC takımların fotoğrafları c) HSS takımların fotoğrafları Sürtünmeli delme işleminde HSS ve WC takımlarla, geleneksel delme işleminde ise HSS matkap uçları ile delikler delindikten sonra deliklere M kılavuz ile vida dişleri açılmıştır. Adi karbon çeliğinden imal edilmiş M vidalar Şekil 3a da görüldüğü gibi parçaya takılmıştır. Hazırlanmış numuneler, Şekil 3b deki çekme cihazında, alt kısmında hazırlanmış özel aparat ile cihaza bağlanmış ve çekilmiştir. Çekme işleminden sonra numuneler Şekil 4 te görüldüğü gibi deformasyona uğradıktan sonra vida dişleri sıyrılmıştır. 49
4. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu (UTİS 3), -9 Kasım 3, Kuşadası a b Şekil 3. a) Sıyırma kuvveti ölçülen numunelerin biçimleri b) çekme cihazı Şekil 4a da, t =4 mm kalınlığındaki A5-T65 Alüminyum alaşımına 4 d/d dönme hızı, mm/dak ilerleme hızında, β=4 koniklik açısına sahip HSS takım ile, b de t=4 mm kalınlığındaki A5-T65 Alüminyum alaşımına 36 d/d dönme hızı,5 mm/dak ilerleme hızında, HSS matkap ile, c de t=4 mm kalınlığındaki A5-T65 Alüminyum alaşımına 4 d/d dönme hızı, mm/dak ilerleme hızı, β=36 koniklik açısına sahip HSS takım ile, d de t= mm kalınlığındakist 3 çelik malzemeye 4 d/d dönme hızı,5 mm/dak ilerleme hızı, β=48 koniklik açısına sahip WC takım ile, e de t=4 mm kalınlığındaki St 3 çelik malzemeye 4 d/d dönme hızı, mm/dak ilerleme hızı, β=36 koniklik açısına sahip WC takım ile, f de t=4 mm kalınlığındaki St 3 çelik malzemeye 48 d/d dönme hızı, mm/dak ilerleme hızı, β=4 koniklik açısına sahip WC takım ile mm çapında delikler delinmiş ve çekme etkisiyle deformasyona uğramış vida dişlerinin fotoğrafları gösterilmiştir. A5-T65 alüminyum alaşımı St 3 çelik malzemeye göre daha gevrek olduğundan sıyırma sırasında vida dişleri kopmuş, St 3 çelik malzemede ise vida dişleri sıvanarak deformasyona uğramıştır. Sıyırma biçimlerindeki farklılık St 3 ( kn/mm ) ve A5- T65(.kN/mm )malzemelerinin elastiklik modüllerinden kaynaklanmaktadır. a b c d e f Şekil 4. Çekme testinden sonra deforme olmuş vesıyrılmış vida dişlerinin biçimi Şekil 5 a daki kovan,t =4 mm kalınlığındaki A5-T65 Alüminyum alaşımına 4 d/d dönme hızı,5 mm/dak ilerleme hızında, β=4 koniklik açısına sahip HSS takım ile b deki t=4 mm kalınlığındaki A5- T65 Alüminyum alaşımına 36 d/d dönme hızı, 5 mm/dak ilerleme hızında, β=4 koniklik açısına sahip 4
4. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu (UTİS 3), -9 Kasım 3, Kuşadası HSS takım ile c deki b deki t=4 mm kalınlığındaki A5-T65 Alüminyum alaşımına 48 d/d dönme hızı, 5 mm/dak ilerleme hızında, β=4 koniklik açısına sahip HSS takım iled deki t= mm kalınlığındaki A5- T65 Alüminyum alaşımına 36 d/d dönme hızı, mm/dak ilerleme hızında, β=4 koniklik açısına sahip HSS takım ile e deki t= mm kalınlığındaki A5-T65 Alüminyum alaşımına 48 d/d dönme hızı, 5 mm/dak ilerleme hızında, β=4 koniklik açısına sahip HSS takım ile f deki t =4 mm kalınlığındaki St 3 çelik malzemeye 4 d/d dönme hızı,5 mm/dak ilerleme hızında, β=4 koniklik açısına sahip WC takım ileg deki t =4 mm kalınlığındaki St 3 çelik malzemeye36 d/d dönme hızı,5 mm/dak ilerleme hızında, β=4 koniklik açısına sahip WC takım ileh deki t =4 mm kalınlığındaki St 3 çelik malzemeye48 d/d dönme hızı,5 mm/dak ilerleme hızında, β=4 koniklik açısına sahip WC takım ile sürtünmeli delme yöntemi kullanılarak delik delinmiş ve elde edilmiş kovanların resimleri gösterilmiştir.daha gevrek olan A5-T65 alüminyum alaşımının sürtünmeli delinmesinde mm kalınlık için mm çaplı deliğin kovanı için yeterli malzeme akmadığından kovan taç yaprağı biçiminde meydana gelmiştir. mm delik çapı için malzeme kalınlığı arttıkça kovandaki çatlak miktarı azalmış ve silindirikliği artmıştır. St 3 çelik malzeme A5-T65 alüminyum alaşımına göre daha sünek olduğundan mm malzeme kalınlığında da silindirik ve biçiminde çatlak olmayan kovanlar elde edilmiştir. mm kalınlığındaki St 3 malzemenin kovanların çeper kalınlıkları M vidanın diş derinliğinden (. mm) daha düşük olduğu için veya bu değere çok yakın olduğundan bağlantı uzunluğunu sağlamış fakat bağlantı mukavemetini artırmamıştır. a b c d e f g h Şekil 5. Sürtünmeli delinmiş kovan biçimleri 3. Deneysel Sonuçlar ve Değerlendirme 4mm kalınlığındaki A5-T65 ve St3 malzemelere mm çapında delinmiş deliklere M vida dişleri çekildikten sonra adi karbon çeliğinden imal edilmiş ve piyasada kullanılmakta olan M cıvatalar takıldı. Çekme testinden sonra elde edilen maksimum sıyırma kuvvetinin vida dişlerinde meydana getirdiği değişiklik Şekil 4 te gösterilmiştir. M vidanın adımı.5mm dir. Buna göre 4mm kalınlığındaki bir malzemeye delinmiş 4 deliğe vida dişi çekildiğinde.9 diş elde edilmiştir. Sürtünmeli delme yönteminde meydana gelen.5 4 8 kovan yüksekliği yaklaşık olarak 8mm olmuş ve böylece 6.86 toplam diş elde edilmiştir. Bu.5.5 durumda vidanın diş sayısı yaklaşık olarak üç kat artmıştır. Böylece sürtünmeli delinmiş deliklerle uygulanan bağlantılarda, bağlantı uzunluğu ve dayanımı artmıştır. Şekil 5 a, b, c ve d de SHIMADZU marka AG X 5kN kapasiteli çekme cihazında, 5mm/dak çekme hızında çekilmiş A5-T65 alüminyum alaşımının (Şekil a, b) ve St 3 (Şekil c, d) çelik numunelerin bazı test sonuçları gösterilmiştir. Sürtünmeli delme yöntemiyle delinmiş deliklere çekilmiş vida dişlerinin sıyırma kuvvetindeki değişiklikler, işlem sırasında oluşan sıcaklık ve ısıl işlem sonucu mikro yapıdaki tane boyutlarının büyümesi veya küçülmesiyle, termal ve basınç etkisiyle A5-T65 malzemede birim alandaki çökelti sayısının 4
4. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu (UTİS 3), -9 Kasım 3, Kuşadası artışı ile meydana gelmiştir. Vidanın sıyırma kuvvetini, diş sayısı, kovan yüksekliği, malzemenin gerilme dayanımı, kovan çeper kalınlığı ve sürtünmeli delme sırasında meydana gelen sıcaklıktan kaynaklanan ısıl işlem tarafından etkilenmiştir. a b c d Şekil 6. A5-T65 ve St 3 malzemeleri için çekme cihazında ölçülmüş vida sıyırma kuvvetleri 3.. Kovan Yüksekliğinin ve Çeper Kalınlığının Vida Sıyırma Kuvvetine Etkisi Sürtünmeli delme işleminde takım ve malzeme cinsinin vida sıyırma kuvveti üzerindeki etkisi, malzemelerinin ısıl iletkenlik katsayısına bağlıdır. Takım malzemesinin ısıl iletkenlik katsayısının artışı ile yüzey temas bölgesinden iletilen sıcaklık miktarı artmış ve işlem sırasında oluşan ısı miktarı azalmıştır. Bu da işlemde elde edilen deliğin yüzey sertliğini ve dolayısıyla mukavemetini etkilemiştir. HSS takımın ısıl iletkenlik katsayısı w/m-k, WC takımın ısıl iletkenlik katsayısı 84w/m-K, St 3 çelik malzemenin ısıl iletkenlik katsayısı 6w/m-K ve A5-T65 alüminyum alaşımının ısıl iletkenlik katsayısı 3w/m-K dır. İlerleme hızının artması ile işlem sırasında oluşan ve iş parçasına geçen ısı miktarı azalmıştır. Böylece soğuma sırasında sıcaklık yetersiz olduğundan, meydana gelen ısıl işlem ile tanelerin boyutu fazla küçülmemiş, malzemenin sertliği ve dişlerin sıyırma kuvveti, delme işleminin tamamlanması ile meydana gelen soğuma deliğin içerisinden hareket eden hava akımı tarafından sağlandığından, azalmıştır. İş parçasının ısıl iletkenlik katsayısı da sıyırma kuvvetini etkileyen önemli bir parametredir. İş parçasının iç kısımları ise 4
Kovan Yüksekliği (mm) Kovan Çeper Kalınlığı (mm) 4. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu (UTİS 3), -9 Kasım 3, Kuşadası hava ile direkt olarak temas etmediğinden meydana gelen soğuma iş parçasının ısıl iletkenlik katsayısı ile orantılı olarak gerçekleşmiştir. Isıl iletkenlik katsayısı yüksek olan parçalarda soğuma hızlı, düşük olanlarda ise yavaş gerçekleşmiştir. Hızlı soğumada tane boyutu küçük, dayanımı yüksek, yavaş soğumada ise tane boyutu büyük ve dayanımı düşmüştür. Dönme hızının artması ile işlem sırasında oluşan ve iş parçasına geçen ısı miktarı artmış ve işlem sıcaklığı fazla olmuştur. Deliğin içerisinden akan hava akımı ile iş parçası hızlı bir şekilde soğumuş, küçük boyutlu taneler oluşmuş ve sürtünmeli delme işlemi sırasında ısıl işleme maruz kalan kısımlarda sertlik artmıştır. Sürtünmeli delme yöntemiyle delinen deliklerde elde edilen kovan ile malzemenin kesit kalınlığı arttığından açılabilecek diş sayısı artmıştır. Kovan yüksekliğinden dolayı elde edilen fazladan vida dişleri, sıyırma kuvvetini artırmıştır. Geleneksel delme yönteminde bağlantı uzunluğunu sağlayan vida dişleri malzemenin kesit kalınlığına çekilebilirken sürtünmeli delme işleminde ise malzeme kesit kalınlığı ve kovan yüksekliğinde vida dişleri açılabilmiştir. Böylece sürtünmeli delme yöntemiyle elde edilen deliklerde daha fazla sayıda vida dişi elde edilmiştir. Artan vida diş sayısı ile vidanın sıyırma kuvveti artmıştır. Aynı şartlar altında uygulanan her iki delme yönteminde sürtünmeli delme yöntemiyle daha büyük sıyırma kuvvetleri elde edilmiştir. Elde edilen maksimum kovan yüksekliği (.mm) ile minimum kovan yüksekliği değeri (6.4 mm) arasında.63 mm fark mevcuttur. Bu fark ise M vidanın adımından (.5 mm) daha küçüktür. Kovan çeper kalınlığının değeri ile M vidanın diş derinliği arasındaki fark arttıkça vida sıyırma kuvveti artmıştır. Şekil a, b, c, d, e ve f de kovan yükseklikleri, a, b, c, d, e ve f de kovan çeper kalınlıkları ve a, b, c, d, e ve f de ise aynı şartlarda delinmiş deliklerde kovan yüksekliği ve çeper kalınlıklarının vida sıyırma kuvvetine etkisi gösterilmiştir.hem kovan yüksekliği hem de kovan çeper kalınlığının artması ile vida sıyırma kuvveti artmıştır. Şekil a da kovan yüksekliği düzenli bir artış göstermiş olmasına rağmen, kovan çeper kalınlığı azaldığından vida sıyırma kuvvetlerinde azalma meydana gelmiştir. Kovan çeper kalınlığı vida sıyırma kuvvetine kovan yüksekliğinden daha fazla etki etmiştir. Şekil.b ve c de koniklik açısının 4 den 36 ve 48 ye yükselmesi ile takım iş parçası yüzey temas alanı azaldığından meydana gelen ısı yetersizliği devir sayısının artması giderildiğinden 48 d/d dönme hızında ve 5 mm/dak ilerleme hızında maksimum kovan çeper kalınlığı ve vida sıyırma kuvveti elde edilmiştir. Şekil d de mm kalınlığındaki St 3 çelik malzemeye mm çapındaki deliğin sürtünmeli delme yöntemiyle delinmesinde elde edilen çeper kalınlığı M vidanın diş derinliği civarında olmuştur. Bu çeper kalınlığı ise az olduğundan yeterli sıyırma kuvveti sağlanmamıştır. Şekil e de 36 d/d dönme hızı, 5 mm/dak ilerleme hızında maksimum vida sıyırma kuvveti elde edilmiştir. Şekil f de ise maksimum sıyırma kuvveti kayma gerilmesi (3 N/mm ) değeri ve sertlik değeri (3 HB) daha yüksek olan St 3 çelik malzemede elde edilmiştir. A5-T65 alüminyum alaşımının akma gerilmesi 33 N/mm, sertliği ise 5 HB dir. 8 a β=4, t=4 mm, h l =8 mm,5 a,5 β=4, t=4 mm, h l =8 mm 43
Kovan Yüksekliği (mm) Kovan Çeper Kalınlığı (mm) Kovan Çeper Kalınlığı (mm) Kovan Yüksekliği (mm) 4. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu (UTİS 3), -9 Kasım 3, Kuşadası 5 4 3 a 8,5 8 b t=4 mm, β=36, h l =8 mm,5 8,5 t=4mm, β=4, h l =8 mm İlerleme Hızı (mm/min) b t=4 mm, β=36, h l =8 mm c,5 5 4 3,5 b t=4mm, β=36, h l =8 mm İlerleme Hızı (mm/min) c t=4 mm, β=4, h l =6 mm t=4 mm, β=4, h l =6 mm 44
Kovan Yüksekliği (mm) Kovan Çeper Kalınlığı (mm) Kovan Çeper Kalınlığı (mm) Kovan Yüksekliği (mm) 4. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu (UTİS 3), -9 Kasım 3, Kuşadası 5 4 c d β=48, t= mm, h l =6 mm 3 t=4mm, β=4, h l =6 mm İlerleme Hızı (mm/min) d 6,5 5 4 6 d t= mm, β=48, h l =6 mm 3 t=mm, β=48, h l =6 mm,5 İlerleme Hızı (mm/min) 8,5 e e 6,5 β=4, t=4 mm, h l =6 mm,5 t=4 mm, β=4, h l =6 mm 45
Kovan Çeper Kalınlığı (mm) Kovan Yüksekliği (mm) 4. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu (UTİS 3), -9 Kasım 3, Kuşadası 5 4 3 e t=4mm, β=4, h l =6 mm 8,5 f A5-T65 St 3 t=4 mm, β=36, İlerleme Hızı (mm/min) f 5 4 3 f,5 t=4 mm, β=36, A5-T65 St 3 t=4 mm, β=36, A5-T65 St 3 Şekil. Kovan yüksekliğinin ve çeper kalınlığının vida sıyırma kuvvetine etkisi (a, b, a, b, a, b ) de A5-T65 alüminyum alaşımı ve HSS takım, (c, d, e, c, d, e, c, d, e ) de St 3 çelik malzeme ve St 3 çelik malzeme kullanılmıştır.(f, f, f ) de ise hem A5-T65 alüminyum alaşımı hem de St 3 çelik malzeme için WC takım kullanılmıştır. 4. Genel Değerlendirme Vida sıyırma kuvvetini, dönme hızı, ilerleme hızı, takım koniklik açısı, malzeme kalınlığı, malzeme ve takım cinsleri, kovan yüksekliği ve çeper kalınlığı etkilemiştir. Malzeme kalınlığının artışı ile kovan oluşumunu sağlayan malzeme miktarı artığından, kovan yüksekliği, kovan çeper kalınlığı ve vida sıyırma kuvveti artmıştır. Kovan çeper kalınlığının vidanın sıyırma kuvvetine etkisi vida diş derinliğinden büyüklüğüne göre değişiklik göstermiştir. Çeper kalınlığı vida diş derinliğinden ne kadar büyük olmuşsa sıyırma kuvveti o kadar büyük olmuştur. Diş derinliği kriterine göre yeterli çeper kalınlığı sağlanmış olan kovanlarda çeper kalınlığının vida sıyırma kuvvetine etkisi kovan yüksekliğinden daha fazla olmuştur. Düşük ilerleme hızı ve yüksek dönme hızlarında sürtünmeli delme işleminin sıcaklığı ve kovan yüksekliği artığından maksimum kovan yüksekliği ve vida sıyırma kuvveti 5mm/dak ilerleme hızı, 36d/d ve 48 d/d dönme hızlarında elde edilmiştir. HSS ve WC takımlarda 5mm/dak ilerleme hızında maksimum kovan yüksekliği elde edilmiştir. St 3 çelik malzemede, A5-T65 alüminyum alaşımına göre daha yüksek vida sıyırma kuvvetleri elde edilmiştir. Takım koniklik açısının vida sıyırma kuvvetine etkisi, takım iş parçası yüzey temas alanındaki sürtünme etkisiyle meydana gelen ısı miktarına bağlı olarak değişmiştir. Düşük koniklik açılarda yüzey temas alanı artığında meydana gelen ıs miktarı artmış, malzeme yeterince yumuşamış, akmış ve silindirik biçimde kovan 46
4. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu (UTİS 3), -9 Kasım 3, Kuşadası biçimi elde edilmiş, büyük kovan yüksekliği, çeper kalınlığı ve yüksek vida sıyırma kuvvetleri elde edilmiştir. Sürtünmeli delmede, deliğin alt kısmında meydana gelen kovandan dolayı, geleneksel delme yöntemiyle elde edilen deliklerden daha yüksek vida sıyırma kuvvetleri elde edilmiştir. 5. Kaynaklar. Miller, S. F., Tao, j., Shih, A. J., (6), FrictionDrilling of CastMetals, International Journal of machinetoolandmanufacture, 46 (6) pp 56 535. Lee, S. M.,Chow, H. M., Huang, F. Y., Yan, B. H., (9), FrictionDrilling of AusteniticStainless Steel byuncoatedand PVD AlCrN andtialncoated Tungsten Carbide Tools, International Journal of Machine Tools andmanufacture, 49 (9) pp 8 88 3. Lee, S. M.,Chow, H. M., Yan, B. H., (), Frictiondrilling of IN 3LC castsuperalloy, MaterialsandManufacturingProcesses, : pp 893 89 4. Miller, S. F.,McSpadden, S. B., Wang, H., Li, R., Shih, A. J., (4), Experimentalandnumericalanalysis of thefrictiondrillingprocess, ASME, Journal of ManufacturingScienceandEngineering, 4, submittedforpublication 5. Miller, S. F.,Blau, P., Shih, A. J., (5), MicrostructuralAlterationsAssociatedwithFrictionDrilling of Steel, AluminumandTitanium, Journal of MaterialsEngineeringandPerformance 4 (5) (5), pp 64 653 6. Chow, M. H., Lee, M. S., Yang, L. D., (8), MachiningCharacteristicstudy of frictiondrilling on AISI 34 StainlessStell, journal of MaterialsProcessingTechnology, (8) pp 8 86. Miller, S. F.,Blau, P. J., Shih, A. J., (), ToolWear in FrictionDrilling, International journal of Machine Tools andmanufacture 4 () pp 636 645 8. Miller, S. F.,Wang, H., Li, R., Shih, A.J., (6), ExperimentalandNumerical Analysis of thefrictiondrillingprocess, Journal of ManufacturingScienceandEngineering 8 (3) (6) 8 8 9. Miller, S. F.,Shih, A. J., (), Thermo MechanicalFinite Element Modeling of thefrictiondrillingprocess, International Journal of ManufacturingScienceandEngineering 9 () pp 53 538. GopalKrichna, P. V.,Kishore, K., andsatyanarayana, V. V., (), SomeInvestigations in FrictionDrilling AA635 Using High Speed Steel Tools, ARPN JournalEngineeringandAppliedSciences, 5, pp 89 668.. Miller, S. F.,Blau, P. J., Shih, A. J., (), ToolWear in FrictionDrilling, International of Machine Toolandmanufacture, 4, pp 636 645. Dekkers, G., (993), FlowDrill Prosesi Firma Katalogları, CopyrightbyFlowDrill B. V. Holland, pp 3. 3. Matsuoka, M.,Motoyoshi, M., Sakaguchi, M., Shinohara, A., Shigeede, T., Saito, Y., Matsuda, M., Shimizu N.,, Frictionheatduring self-drilling of an orthodonticminiscrew, International Journal of Oral andmaxillofacialsurgery, Volume 4, Issue, February, Pages 9-94 4